一种无人机的红外控制电路的制作方法

本发明涉及一种电路结构，特别是一种无人机的红外控制电路。

背景技术：

目前无人机在警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业广泛使用。比如电力巡检无人机，监测农作物的正常无人机、环境监测的无人机、航拍救灾无人机等等，随着无人机在各行各业不断应用，同一空域内可能有多架无人机执行不同作业任务，避免接近发生碰撞就显得十分重要。

红外线又称红外光波，波长为0.38um-0.76um的光波可为可见光，波长为0.76um-1000um的光波为红外光(线)。红外线信息传输是利用近红外光传送信息，波长为0.76um-1.5um。红外线信息传输的特点是无论白天还是黑夜，不影响周边环境、不干扰其他电器设备。由于红外线在频谱上位于可见光之外,所以抗干扰性强,具有光波的直线传播特性,不易产生相互间的干扰,是很好的信息传输媒体。本实用新型采用红外传输技术实现在无人机之间信号传输，可以使多架无人机之间接近告警避免发生碰撞，实现多架无人机在同一区域，完成不同任务。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种无人机的红外控制电路。

本发明的技术方案为：一种无人机的红外控制电路，包括主控制芯片、编码电路、发射电路、解调电路以及接收电路；

所述主控制芯片发出指令至编码电路，所述编码电路用于将调制后的信号传输至发射电路，所述发射电路接收到信号后将其以红外信号发出；

所述接收电路用于接收红外信号，并将该红外信号传输至解调电路，所述解调电路用于将信号解调后传输至主控制芯片。

优选地，所述编码电路包括编码芯片，所述编码芯片的电源端分别接电阻和场效应管，所述场效应管接12V电源，所述电阻接二极管的阳极，所述二极管的阴极接地；所述场效应管三极管的集电极，所述三极管的基极接入主控制芯片发出的信号；所述编码芯片的第一位信号引脚、第二位信号引脚、第三位信号引脚和第四位信号引脚依次连接第一按键、第二按键、第三按键和第四按键，所述第一按键、第二按键、第三按键和第四按键连接三极管的发射极。

优选地，所述编码芯片的型号为SC2262。

优选地，所述发射电路还包括第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四限流电阻，第一反相器的输出端通过第一限流电阻连接到红外发光管的正极，第二反相器的输出端通过第三限流电阻连接到红外发光管的负极，第三反相器的输出端通过第二限流电阻连接到红外发光管的正极，第四反相器输出端通过第四限流电阻连接到红外发光管的负极。

优选地，所述反相器均采用 74HC04反相器。

优选地，所述接收电路包括红外接收管，所述红外接收管的输出端依次连接有小信号放大模块、信号限幅模块、电平转换模块和串口接收端；

所述小信号放大模块包括一级反相放大子模块、二级同向放大子模块和参考电压端， 所述一级反相放大子模块包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的负极输入端连接到红外接收管的正极，所述第一运算放大器的正极输入端连接到红外接收管的负极，所述第一运算放大器的正极输入端连接到参考电压端，所述第一运算放大器的输出端连接到负极输入端，所述二级同向放大子模块包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正极输入端与第一运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的负极输入端与参考电压端连接，所述第二运算放大器的输出端连接到负极输入端，所述第二运算放大器的输出端连接到第一运算放大器的负极输入端，所述第二运算放大器的输出端连接到信号限幅模块。

优选地，所述解调电路设有运算放大器，所述运算放大器的负输入端作为电路输入端，其正输入端接地，所述运算放大器的电源端连接到电源，所运算放大器输出端与电路输入端间连接有电阻。

综上所述，本发明具有以下优点：

本发明结构简单，寿命长，抗干扰能力和过载能力较强，性价比高，红外信号识别度高，信号传输稳定，便于实现多架无人机之间的通信。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为编码电路的电路原理图；

图3为发射电路的电路原理图；

图4为接收电路的电路原理图；

图5为解调电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施方式及附图对本发明作进一步详细、完整地说明。

如图1-5所示,，一种无人机的红外控制电路，包括主控制芯片、编码电路、发射电路、解调电路以及接收电路；

所述主控制芯片发出指令至编码电路，所述编码电路用于将调制后的信号传输至发射电路，所述发射电路接收到信号后将其以红外信号发出；

所述接收电路用于接收红外信号，并将该红外信号传输至解调电路，所述解调电路用于将信号解调后传输至主控制芯片。

如图2所示，编码电路包括 ：编码芯片U1，编码芯片U1的电源端VCC分别接电阻R1和场效应管Q6，场效应管Q6接12V电源，电阻R1接二极管LED的阳极，二极管LED的阴极接地 ；场效应管Q6依次连接电阻R8和电阻R7，电阻R7接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极接入放大后的红外信号OUT1；编码芯片U1的第一位信号引脚D0、第二位信号引脚D1、第三位信号引脚D2和第四位信号引脚D3依次连接第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4，第一按键 S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4接三极管Q4的发射极 ；第一位信号引脚D0接电阻R6、第二位信号引脚D1接电阻R5、第三位信号引脚D2接电阻R4，第四位信号引脚D3接电阻R3，电阻R6、电阻R5、电阻R4和电阻R3接地 ；编码芯片U1的输出引脚DOUT输出编码的位置信号 DO-DATA。

如图3所示，作为发射电路较佳的实施例，红外发光管 L1A 为红外发光二极管，反相器均采用74HC04反相器。发射电路的具体电路中，还包括第一限流电阻R1A、第二限流电阻 R2A、第三限流电阻 R3A 和第四限流电阻 R4A，第一反相器 U1A 的输出端通过第一限流电阻 R1A 连接到红外发光管 L1A 的正极，第二反相器 U2A 的输出端通过第三限流电阻 R3A 连接到红外发光管 L1A 的负极，第三反相器 U3A 的输出端通过第二限流电阻 R2A连接到红外发光管 L1A 的正极，第四方向器的输出端通过第四限流电阻 R4A 连接到红外发光管 L1A 的负极。各限流电阻起到电路限流作用。其中，串口发射端的信号经过第一反相器U1A和第三反相器U3A后，驱动红外发光管L1A，使红外发光管L1A发光。使用两个反相器（第一反相器 U1A 和第三反相器 U3A）的目的是增强红外发光管 L1A 的驱动能力，单个反相器的输出电流达到20mA，这样保证能驱动红外发光管L1A发光。当然，也可以采用多个反相器增强红外发光管L1A 的驱动能力。

如图4所示，红外接收电路使用分立元器件搭建实现。作为较佳实施例，所述小信号放大模块包括一级反相放大子模块、二级同向放大子模块、第五电阻 R5B、第六电阻 R6B和参考电压端VREF，所述一级反相放大子模块包括第一运算放大器U1B和第四电阻R4B，所述第一运算放大器 U1B 的负极输入端连接到红外接收管 L1B 的正极，所述第一运算放大器U1B 的正极输入端连接到红外接收管 L1B 的负极，所述第一运算放大器 U1B 的正极输入端连接到参考电压端VREF，所述第一运算放大器U1B的输出端通过第四电阻R4B连接到负极输入端，所述二级同向放大子模块包括第二运算放大器U2B、第七电阻R7B和第八电阻R8B，所述第二运算放大器U2B的正极输入端通过第五电阻R5B与第一运算放大器U1B的输出端连接，所述第二运算放大器 U2B 的负极输入端通过第七电阻 R7B 与参考电压端 VREF 连接，所述第二运算放大器 U2B 的输出端通过第八电阻 R8B 连接到负极输入端，所述第二运算放大器 U2B 的输出端通过第六电阻 R6B 连接到第一运算放大器 U1B 的负极输入端，所述第二运算放大器U2B的输出端连接到信号限幅模块。所述信号限幅模块包括第三级反向限幅子模块、第四级反向子模块和参考电压端 VREF，所述第三级反向限幅子模块包括第三运算放大器U3B、第一二极管D1B、第二二极管D2B和第一电容，所述第三运算放大器U3B的负极输入端连接到小信号放大模块，所述第一二极管 D1B 的正极与第三运算放大器 U3B 的负极输入端连接，所述第一二极管D1B的负极与第三运算放大器U3B的输出端连接，所述第二二极管 D2B 的正极与第三运算放大器 U3B 的输出端连接，所述第二二极管 D2B 的负极与第三运算放大器 U3B 的负极输入端连接，所述第三运算放大器 U3B 的负极输入端通过第一电容连接到输出端，所述第四级反向子模块包括第四运算放大器U4B，所述第四运算放大器U4B的负极输入端与第三运算放大器 U3B 的输出端连接，所述第四运算放大器 U4B 的正极输入端与参考电压端VREF连接，所述第四运算放大器U4B的输出端与电平转换模块连接。所述电平转换模块包括第一电源端VCC、第三二极管D3B和上拉电阻R10B，所述第三二极管D3B的负极连接到信号限幅模块，所述第三二极管D3B的正极通过上拉电阻R10B连接到第一电源端 VCC，所述第三二极管 D3B 的正极与串口接收端 RXD 连接。所述电平转换模块还包括第四二极管D4B，所述第四二极管D4B与第三二极管D3B同向并联。优选的，其还包括第一电阻R1B、第二电阻R2B和第三电阻R3B，所述第一电阻R1B与红外接收管L1B并联，所述红外发光管 L1A 的正极通过第二电阻 R2B 连接到小信号放大模块，所述红外发光管 L1A 的负极通过第三电阻R3B连接到小信号放大模块。其还包括第一耦合电容C1B、第二耦合电容C2B和第九电阻R9B，所述第一耦合电容C1B与第九电阻R9B串联后与第二耦合电容C2B并联，所述第二耦合电容C2B的一端与小信号放大模块连接，另一端与信号限幅模块连接。

如图5所示，运算放大器U1A的负输入端作为电路输入端，其正输入端接地，运算放大器U1A的电源端通过电阻R6连接到电源VCC，运算放大器U1A输出端与电路输入端间连接有电阻R1；运算放大器U1A输出端通过电阻R2连接到反向器U2A输入端，反相器U2A输入端还依次正向连接二极管D1和电阻R4到反相器U2A的输出端，反相器U2A输入端连接到反相器U3A的输入端；电源端VCC依次通过电阻R6和电阻R5连接到红外发射模块正输入端，反相器U3A的输出端连接红外发射模块负输出端。运算放大器U2A输入端通过电容C2接地，电阻R6与电阻R5的节点通过电容C1接地。运算放大器U2A采用CD40106芯片。

同时本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用，仅为本发明技术方案的列举，并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本发明权利要求书及说明书所公开的范围。